Už více než deset let největší světový výrobce technických plynů, společnost Linde, automatizuje a digitalizuje výrobu. Podle své globální strategie společnost v roce 2008 zřídila deset digitálních center, odkud začala na dálku postupně řídit a ovládat jednotlivé závody vyrábějící technické plyny, které jsou rozesety po celém světě.
Jedno z takzvaných ROC center (Remote Operation Center) vzniklo i v Ropici nedaleko Třince. Celkem 75 tuzemských operátorů, datových a IT specialistů odtud dnes obsluhuje zhruba stovku menších i velkokapacitných evropských výroben technických plynů v Rakousku, Itálii, na Balkáně nebo v Rusku. Tuzemští operátoři dohlíží ale také na závody na Blízkém východě a v severní Africe.
Nadnárodní koncern, jehož loňský obrat byl 24 miliard eur (přes 600 miliard korun), hodlá v digitalizaci dále pokračovat. Jen operátoři z Ropice, kteří jsou součástí jeho tuzemské pobočky Linde Gas, mají do roku 2024 zvýšit počet integrovaných výrobních jednotek, které řídí, o dalších několik desítek, a to až na 140.
Systematická digitální transformace
Pro Linde byla prvním krokem k digitalizaci centralizace řízení výrobních jednotek technických plynů. Následně se centralizoval sběr výrobních dat a nástroje k jejich vyhodnocování. Posledním krokem byla implementace pokročilých prediktivních modelů řízení, aby potřeba lidských zásahů byla co možná nejmenší – ideálně 1 až 2 % provozního času jednotky.
V praxi to vypadá tak, že operátoři získávají z dat, která vyhodnocuje umělá inteligence, detailní detekce odchylek a abnormalit od žádaného optimálního stavu. Finálně pomocí různých nástrojů aktivně nastavují optimální parametry výrobního procesu, a to i podle potřeb zákazníků, jež jsou často velmi rozdílné.
„Ideální stav výrobních jednotek je výsledkem mnohaleté optimalizace pomocí teoretických matematických modelů procesu a inženýringu k jeho nalezení. Jeho následné fixování aktivně zajišťují vyvinuté prediktivní maticové modely řízení nad úrovní standardních řídicích systémů,“ vysvětluje Daniel Sliž, vedoucí ROC Ropice Linde Gas. Během životního cyklu výrobní jednotky mají její přímo napojení zákazníci či provozovatelé často další požadavky, které jdou mimo původní design a návrhové režimy jednotek. Tyto režimy jsou sice pomocí prediktivních modelů řízení dosaženy, ale jsou pak většinou nestabilní a citlivé z pohledu řízení a kontroly, protože jsou „vně“ výpočtových parametrů. A tím zvyšují dále náročnost jejich řízení i kontroly.
Rostoucí zátěž pro operátory
Zvyšující se množství digitálně propojených jednotek ale přináší i jeden problém, který musela společnost Linde začít řešit, aby mohla dále rozšiřovat svůj byznys. Na jednoho operátora připadá až deset výrobních jednotek. A zatímco množství jednotek, které hodlá Linde integrovat, se zvyšuje, vhodných a zkušených operátorů je na trhu nedostatek. Ti stávající pak začínali být zahlceni informacemi a daty, což by mohlo snižovat jejich produktivitu a spolehlivost.
Proto přišla společnost Linde s projektem nazvaným Plant Watch, který od roku 2020 implementuje na celou síť svých výroben a který v roce 2021 získal Cenu za Průmysl 4.0 Svazu průmyslu a dopravy ČR. Jde o monitorovací systém sledující odchylky od „optimálního“ stavu místo operátorů a inženýrů. „Plant Watch a strojové učení de facto nahrazuje léta zkušeností či současný nedostatek specialistů potřebných pro růst businessu,“ říká Daniel Sliž. Podle něj je novinka výhodná i proto, že rozpoznávání odchylek od více a více sofistikovaného optima je pro pracovníky stále náročnější.
Celá myšlenka stojí na využití desítek terabytů dat, které společnost Linde za posledních pět let získala monitoringem jednotlivých zařízení. Objem těchto dat každodenně roste o jednotky gigabytů. Analýzou dat, která se vizualizují v klasickém webovém rozhraní nebo v analytické platformě Tableau Desktop, dokáže Plant Watch znázornit nestandardní provoz jednotky. Na základě toho dá signál operátorovi a provoznímu inženýrovi, aby se jím zabýval. Na dalších úrovních tyto trendy dále kaskádují podle detekované odchylky a vlivu jednotlivých provozních veličin.
Plant Watch hlídá optimální výrobu
Plant Watch mění styl práce operátorů, kteří mohou přejít na takzvaný „on demand“ styl řízení výroby odpovídající lépe práci dispečerů. Místo průběžného sledování nástrojů, dat a obrazovek sledují operátoři pouze jediný trend zobrazující „kvalitu“ optimálního, bezpečného a spolehlivého nastavení procesu pro různé výrobní režimy podle požadavků zákazníků. V praxi se jedná především o polohy hladin médií, průtoků, pozic ventilů, teplot nebo kvality.
Pokud jde o nastavení Plant Watch, software se v jednotlivých zařízeních aplikuje na data z dlouhodobě optimalizovaného provozu. „Vlastní strojové učení je otázka jednoho dne. Předpříprava dat a následné ověřování výsledků strojového učení ale trvá i několik měsíců, než je Plant Watch uvolněn do trvalého provozu,“ dodává Daniel Sliž.
Společnost Linde zatím hodnotí projekt Plant Watch pozitivně, protože se výrazně zefektivnilo využití lidských zdrojů ve firmě. Zkrátila se doba zaškolování nových zaměstnanců, o 7 % se zvýšila také produktivita práce dálkových specialistů na jednu „servisovanou“ výrobní jednotku. Firma také mohla uvolnit nejzkušenější operátory na integraci nových výrobních jednotek. A rovněž datoví a analytičtí specialisté dělají práci s ještě vyšší přidanou hodnotou, což by třeba pro české centrum v Ropici mělo během tří let znamenat zvýšení počtu pracovních příležitostí o 15 %.
Jako příklad ztělesnění vize Průmyslu 4.0 o digitálním dvojčeti a vzdáleném řízení výroby vidí projekt Plant Watch také porota Svazu průmyslu a dopravy. „Je to strategický, detailně promyšlený a precizně realizovaný projekt, jehož cílem nebylo pouze digitalizovat a optimalizovat výrobní ukazatele,“ vyzdvihl projekt Linde Gas jeden z porotců.
Příběh je součástí publikace Digitální transformace firem a zavádění průmyslu 4.0 - Inspirativní příklady dobré praxe, která vznikla v rámci projektu „Rozvoj národního, odvětvového a regionálního sociálního dialogu v ČR“, reg. č. CZ.03.1.52/0.0/0.0/18_094/0010509 a byla financována z Evropského sociálního fondu prostřednictvím Operačního programu Zaměstnanost a státníhorozpočtu ČR.
